Использование перги в качестве индикатора загрязнения окружающей среды Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 638.178.2

М. Н. Харитонова, канд. биол. наук, ст. научн. сотр., ГНУ НИИ Пчеловодства, г. Рязань

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕРГИ В КАЧЕСТВЕ ИНДИКАТОРА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Введение

На основании многочисленных исследований установлено, что содержание токсичных веществ в телах самих пчел и продуктах пчеловодства прямо коррелирует с их содержанием в окружающей среде и удаленностью пчелиной семьи от источника загрязнения. Для оценки загрязнения окружающей среды некоторые исследователи предлагают использовать самих пчел и весь комплекс продуктов пчеловодства (Skowronek, 1992; Conti and Botre, 2001). Однако, с экономической точки зрения это не совсем целесообразно, поскольку требует сравнительно больших временных и материальных затрат. Отбирая только тела пчел в качестве информаторов об общем загрязнении природной среды, как предлагают Zarska et al. (1997), Bianu (2007), трудно получить достоверные данные, поскольку разница в концентрации токсичных элементов у пчел разных возрастов составляет до десятка раз. Отобрать только летных пчел в неблагоприятные погодные условия затруднительно. Мед, маточное молочко и воск не могут служить модельными образцами для мониторинга экологического состояния, поскольку механизмы образования этих продуктов существенно влияют на содержание в них токсичных веществ. Воск и маточное молочко являются продуктами жизнедеятельности желез медоносных пчел. Хотя в прополисе отмечается самое высокое содержание тяжелых металлов среди всех продуктов пчеловодства, в этот продукт токсичные вещества, в том числе и тяжелые металлы, могут попасть не только вместе со смолянистыми выделениями растений. Хорошо известны случаи сбора пчелами других клейких веществ, не растительного происхождения - краски, битума и др. Пыльцевая обножка, как и перга, могут служить хорошими индикаторами экологического состояния окружающей среды. Эти продукты накапливают в себе достаточно высокое содержание тяжелых металлов, но имеют только биологическое происхождение. Спектр пыльце-носных растений намного шире медоносных, это

позволяет получать более достоверную информацию при исследовании пыльцевой обножки и перги (Осинцева, 2004). Загрязнения могут попасть в обножку из растений при ее образовании, из воздуха, во время ее формирования и созревания и вместе с секретом желез пчел и небольшим количеством нектара при формировании обножки и перги. Необходимо отметить, что по сравнению с остальными продуктами пчеловодства, не считая прополиса, биохимическое участие пчелы в формировании обножки и перги минимально. По данным Осинцевой и Коркиной (2008) уровень тяжелых металлов в пыльцевой обножке медоносных пчел отражает экологическую обстановку в районах сбора образцов. Перга в практическом плане является более удобным продуктом для таких исследований. Отбор пыльцевой обножки, который осуществляется при помощи пыльцеуловителей, может быть произведен только при массовом цветении источников пыльцы. Кроме того, ее надо своевременно отбирать и консервировать. В то время как перга в количествах, необходимых для современных методов анализа, может быть найдена в течение активного сезона практически в каждой пчелиной семье. Необходимо отметить, что уже есть опыт применения перги в качестве индикатора загрязнения окружающей среды. Так, Сегта^а (1997) убедительно показала зависимость между концентрацией ряда элементов в воздухе индустриальных районов Словакии и их содержанием в перге, собранной на указанной территории. Таким образом, пыльцевую обножку и особенно пергу можно эффективно использовать для оценки степени загрязнения окружающей среды на территории, окружающей стационарную пасеку.

Объекты и методы исследований

Мы провели исследования концентрации некоторых элементов в образцах перги, собранных на территории нескольких регионов Российской Федерации. Набор изучаемых элементов был

© Харитонова М. Н., 2013

обусловлен целью исследования. Кадмий, ртуть, мышьяк и свинец являются высокотоксичными элементами, их содержание в продуктах пчеловодства строго регламентирует СаНПиН 2.3.2.107801. Медь и цинк являются микроэлементами и их присутствие в живых объектах необходимо для нормальной жизнедеятельности организма. Однако, медь и особенно цинк встречаются в продуктах пчеловодства в значительных концентрациях.

Содержание элементов изучали спектрофо-тометрическим методом, с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра фирмы «Varian». Исследование содержания As проводили с помощью графитовой печи спектрофотометра, в качестве модификатора использовали палладиевый, фирмы «Merck». Hg определяли на гидридной приставке спектрофотометра. В качестве восстановителя использовали насыщенный раствор хлорида олова (II). Содержание Cu, Zn, Cd и Pb определяли на газовом атомизаторе с использованием воздушно-ацетиленового пламени.

Результаты исследований и выводы

В таблице представлено содержание меди, цинка, кадмия, свинца, ртути и мышьяка в образцах перги, собранных в разные годы на территориях разных регионов Российской федерации. Из полученных данных следует, что наибольшим было содержание цинка (6,13-12,27 мг/кг). Концентрации меди и свинца оказались значительно ниже, чем цинка, но сравнимы между собой (для меди -1,10-3,53 мг/кг, для свинца - 0,5-3,0 мг/кг). Присутствие в перге кадмия было небольшим (0,00-0,35 мг/кг). Содержание ртути было на уровне следов, а мышьяк не был обнаружен ни в одном образце.

Содержание элементов в разные годы существенно варьировало. Так, концентрация кадмия и свинца достоверно отличалась по годам исследований (разности между 2006-2007 гг, достоверны с p<0,001, p<0,001, соответственно; между 20072008 гг, с p<0,001, p<0,001; 2006-2008 гг, с p<0,01, p<0,01). Разность концентраций меди между образцами 2006 и 2008 годов была достоверной с p<0,001, и 2007-2008 гг (p<0,001), а концентрации цинка в образцах 2006 и 2007 гг различались с p<0,001. Достоверной оказалась также разность между содержанием ртути в 2006-2007 гг (p<0,001) и 2006-2008 гг (p<0,001).

Результаты анализа однофакторного дисперсионного комплекса показали, что различия между содержанием исследованных элементов в разные годы не случайны. Сила влияния различий по годам оказалась большой и высокодостоверной прежде всего для токсичных элементов: для ртути и свинца она составила 92,1%*** и 92,4%*** соответственно, для кадмия - 77,7%***. Немного ниже влияние фактора для меди - 55,7%***, наименьшее - по цинку - 23,4%*. Содержание токсичных элементов во всех образцах перги, собранных на территории Рязанской области, соответствовало

нормам действующего СаНПиН. Средняя по трем годам концентрация элемента, выраженная в процентах от нормы содержания, самая низкая у ртути - 0,9%, самая высокая у свинца - 25,2%, а для кадмия она составила 6,5%.

Соотношение концентраций элементов в перге Краснодарского края в целом было аналогично таковому в образцах Рязанской области. Наибольшей была концентрация цинка (10,92-39,40 мг/кг). Содержание меди и свинца оказалось на уровне: 1,70-3,48 мг/кг; 1,0-2,0 мг/кг, соответственно. Кадмий в образцах 2005 г обнаружен не был, а в 2008 г его содержание составило от 0,00 до 0,05 мг/кг. Концентрация мышьяка была незначительной, в оба года отмечены лишь следы. Присутствия ртути в перге не обнаружили. Образцы 2005 и 2008 годов сбора существенно различались по содержанию цинка (р<0,001) и свинца (р<0,001). Разница в концентрациях кадмия, меди и мышьяка в образцах разных годов была небольшой и недостоверной. Анализ однофакторного дисперсионного комплекса показал, что сила влияния различий по годам в образцах южного региона оказалась значительной и высокодостоверной для цинка - 92,5%*** и свинца - 84,8%***. Для мышьяка - 28,4%***, немного ниже для кадмия - 22,2%, самая низкая для меди - 9,5%. Для меди и кадмия влияние фактора различий по годам оказалось недостоверным. Перга Краснодарского края соответствовала требованиям СаНПиН 2.3.2.1078-01 по содержанию токсичных элементов. Концентрация свинца в процентах от нормы содержания составила 21,4%, кадмия заметно ниже - 0,9%.

В образцах перги, собранных в Башкортостане, также как и в Рязанской области и Краснодарском крае, наибольшая концентрация была обнаружена у цинка (в среднем за два года 7,456 мг/кг). Содержание меди оказалось немного ниже - 4,350 ± 0,4693 в 2008 г и 3,750 ± 0,3553 в 2009 г. Среди токсичных элементов наибольшим было содержание свинца. Концентрация кадмия в оба года исследования была обнаружена на уровне следов. Содержание мышьяка в перге, собранной в Башкортостане в 2009 г было очень низким (0,010 ± 0,0100 мг/кг), а в 2008 г присутствия мышьяка не обнаружили. Присутствие ртути не обнаружено в оба года исследования. Содержание цинка в перге 2008 г сбора достоверно отличалось, с р<0,001, от уровня его содержания в образцах 2009 г сбора. Обнаружены отличия и между концентрацией свинца в разные годы исследования (р<0,05). Содержание остальных элементов в 2008 и 2009 годах различалось незначительно.

Результаты дисперсионного анализа различий образцов перги из Башкортостана по годам показал, что этот фактор достоверно влияет только на содержание в перге цинка (42,0%***). Для остальных элементов влияние фактора различий по годам - низкое и недостоверное. Содержание токсичных элементов в перге из Башкортостана в

оба года исследований не превышало уровня, регламентированного СаНПиНом 2.3.2.1078-01. Концентрация свинца в среднем за два года исследования составила 12,5% от допущенных норм, кадмия и мышьяка - 1%. Концентрация трех из шести исследованных элементов в перге, собранной в Татарстане, оказалась приблизительно одинаковой: меди - 2,273 ± 0,1464, свинца - 2,096 ± 0,0935, цинка - 1,816 ± 0,0748 мг/кг. Уровни содержания мышьяка и кадмия - в пределах 0,02-0,15 и 0,00-0,10 мг/кг, соответственно, также сравнимы между собой, их концентрация почти в четыре раза меньше, чем концентрация меди, цинка и свинца. Присутствие ртути не обнаружили. Концентрация токсичных элементов в перге Татарстана не превышала установленных норм. Концентрация свинца среди токсичных элементов наибольшая, составила 34,9% от нормы, мышьяка - 13,8%, а кадмия - 5%

Сравнивая содержание элементов в образцах перги 2008 г, собранных в трех регионах: Рязанской области, Краснодарском крае и Башкортостане, выяснили, что содержание цинка было достоверно ниже в перге из Рязанской области (р<0,001) и Башкортостана (р<0,01). Концентрации меди в перге из Рязанской области и Башкортостана достоверно различались с р<0,05, а свинца из Краснодарского края и Башкортостана с р<0,05. Дисперсионный анализ, проведенный для образцов 2008 г сбора из трех регионов, показал, что сила влияния фактора различий по регионам для цинка

составила 59,0%***. Сила влияния этого фактора для других элементов низкая и недостоверная. Содержание четырех из шести исследованных элементов в перге 2009 г сбора из Башкортостана и Татарстана достоверно, с р<0,001, различалось: меди и цинка больше в образцах из Башкортостана, мышьяка - в образцах из Татарстана. Свинца также больше в перге, собранной в Татарстане с р<0,05. Дисперсионный анализ показал, что влияние фактора различий по регионам перги 2009 г сбора высоко для цинка - 50,0%*** и мышьяка -30,5%***. Сила влияния этого фактора на содержание меди составила 23,3%*, свинца - 5,0%***, а для кадмия оказалась низкой и недостоверной.

Таким образом, концентрации большинства определяемых элементов достоверно отличались как в одном регионе в разные годы исследования, так и между исследованными регионами. Внутри одного региона в разные годы исследования наиболее сильно варьировали концентрации токсичных элементов, особенно свинца. Между регионами наиболее заметна разница в содержании микроэлементов, особенно цинка. Среднее содержание цинка в исследованных образцах четырех регионов составило - 11,204 ± 3,5116; меди - 3,413 ± 0,5782 мг/кг. Суточная потребность взрослого человека составляет: для цинка - 10-16 мг, для меди - 2-3 мг. Таким образом, в рекомендуемой суточной дозе перги (10-15 г) содержится около 2-3% от суточной потребности человека в этих элементах. Необходимо учитывать и тот факт, что усваивае-

Таблица - Результаты дисперсионного анализа содержания микроэлементов и токсичных элементов в образцах перги, собранных в некоторых регионах Российской Федерации, мг/кг

Элементы

Си Zn Cd РЬ As нд

Рязанская область 2006 г, п=11 1,925±0,1142 8,981±0,7659 не обнаруж. 2,50±0,052 не обнаруж. 0,026±0,0017

2007 г, п=13 2,154±0,1180 8,088±0,3529 0,165±0,0182 0,54±0,038 не обнаруж. не обнаруж.

2008 г, п=10 3,161±0,1422 9,114±0,4113 0,030±0,0082 1,48±0,127 не обнаруж. не обнаруж.

Сила влияния фактора различий по годам, % 55,7*** 23,4* 77,7*** 92,4*** - 92,1***

Краснодарский край 2005 г, п=8 2,787±0,1865 34,587±1,5719 не обнаруж. 1,00±0,000 0,001±0,0005 не обнаруж.

2008 г, п=6 6,902±4,2688 12,133±0,2819 0,017±0,0105 1,57±0,086 не обнаруж. не обнаруж.

Сила влияния фактора различий по годам, % 9,5 92,5*** 22,2 84,8*** 28,4*** -

Республика Башкортостан 2008 г, п=5 4,350±0,4693 9,412±0,6332 0,010±0,0100 1,24±0,098 не обнаруж. не обнаруж.

2009 г, п=18 3,750±0,3553 5,499±0,4946 0,023±0,0077 0,259±0,2594 0,010±0,0100 не обнаруж.

Сила влияния фактора различий по годам, % 3,2 42,0*** 3,4 15,3 1,26 -

Республика Татарстан 2009 г, п=8 2,273±0,1464 1,816±0,0748 0,050±0,0164 2,096±0,0935 0,069±0,0152 не обнаруж.

Сила влияния фактора различий по регионам, % 2008 г 8,7 59,0*** 11,9 14,6 12,5 -

2009 г 23,3* 50,0*** 0,1 5,0*** 30,5**

мость этих элементов сравнительно низкая и составляет для цинка - 20-40%, а для меди - 10-30%. Даже наибольшая обнаруженная концентрация этих элементов (в Краснодарском крае: цинка - в образцах 2005 г; меди - в 2008 г) является безопасной для употребления. Все образцы перги, собранные в четырех регионах (Рязанской области, Краснодарском крае, Башкортостане и Татарстане) соответствовали нормам действующего СаН-ПиНа 2.3.2.1078-01. Среди токсичных элементов концентрация свинца во всех регионах была наиболее высокой и составила от 12,5 до 34,9% от норм СаНПиНа. Концентрация кадмия оказалась значительно ниже 0,9-6,5%. Содержание мышьяка было заметным лишь в образцах перги из Татарстана (13,8%). Ртуть обнаружили в следовых количествах. Поскольку перга является чувствительным индикатором загрязнения окружающей среды можно считать, что на территориях сбора исследованных образцов перги сложилась, в целом, благоприятная экологическая обстановка. В то же время необходимо иметь ввиду, что экологическая ситуация под мощным воздействием антропогенных факторов не может быть стабильной и проводить ее оценку следует регулярно.

Библиографический список

1. Осинцева Л.А. Апимониторинг районов сбора продукции пчеловодства на юге западной Сибири / Л.А. Осинцева, В.И. Коркина // Современные технологии производства и переработки меда. - Новосибирск, 2008. - С. 118-121.

2. Осинцева Л.А. Пчелиная обножка - индикатор состояния окружающей среды / Л.А. Осинцева // Пчеловодство. - 2004 - №3. - С. 10-11.

3. Bianu E. Honeybees - bioindicators in a heavy metals polluted area / E. Bianu // 40th International Congress of Apimondia. - Melbourne, 2007. - P.95-96.

4. Cermakova T. Bee bread as a pollution indicator / T. Cermakova // XXXVth International apicultural congress. - Bucharest, 1997. - P.70-71.

5. Conti M.E. Honeybees and their products as potential bioindicators of heavy metals contamination / M.E. Conti, F. Botre // Eniviron. Monit and Assess. -2001. - Vol.69, №3. - P. 267-282.

6. Skowronek W. Produkty pczczele wskoznikami skazenia srodowiska / W. Skowronek // Pszczelarstwo. - 1992. - Vol.43, №2-3. - P. 9-11.

7. The indicatory role of bee products and bees in the evalution of mercury contamination of the natural environment / T. P. Zarski [et al.] // Ann. Wassaw Agr. Univ. - SGGV. Vet. Med. - 1997. - №20. - P. 97-100.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 631.243.242

В.Ф. Некрашевич, заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, д-р техн. наук, профессор, Н.А. Антоненко, ст. преп., соискатель Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева

ВАКУУМИРОВАННАЯ ТРАНШЕЯ ДЛЯ СИЛОСОВАНИЯ КОРМОВ

Использование достижений научно-технического прогресса во всех звеньях производства продуктов животноводства служит основой дальнейшего увеличения выпуска продукции с целью полного удовлетворения возрастающих потребностей населения в продуктах питания, а промышленности - в сырье. Для высокоразвитого животноводства необходимо создание прочной

кормовой базы, т.е. производства достаточного количества кормов необходимого ассортимента, состава и питательности [4, 8].

В молочном скотоводстве значительный удельный вес в структуре рационов занимают силосованные корма. Силосование зеленых кормов сопровождается меньшими потерями питательных веществ, в частности протеина, чем при сушке на

© Некрашевич В. Ф., Антоненко Н. А, 2013